射线荧光分析仪在水泥生产中的控制的原理

从11月28日召开的全国水泥生料质量控制应用技术研讨会上获悉，由北京邦鑫伟业技术开发有限公司打破国外二十多年技术垄断、自主研发成功的X荧光分析仪受到与会专家和企业的关注。该公司白友兆博士介绍说，产品不仅填补了国家的空白，采用的单道双晶体和全谱显示技术在国际上未见先例。来自于一线的工程技术专家称，该产品投入使用后，在水泥行业生产质量控制实际应用中发挥了重要作用。 X射线分析技术是国际公认的常规分析手段。广泛应用于建材、地矿、冶金、石油、化工、半导体、医药卫生等领域，也是商检、质检、环保、科研院校等部门普遍采用的一种快速、准确和经济的多元素分析方法。由于人工化验速度慢、效率低，而且费工、费时、费钱，满足不了社会化大生产的需要，严重影响了工业生产对质量的控制。因此，世界各国从上个世纪六十年代相继开展对X射线分析技术的研究。到上个世纪八十年代这项技术在美、英、德、荷、日五国已经相当成熟并普及到工业生产中。 我国是一个材料生产大国，也是应用此类仪器最大的市场。上个世纪六十年代也开始X射线技术的研究，由于技术复杂，研究开发难度大，以及文化大革命的影响，这项技术我国一直处于落后局面。改革开放后，国家投资研发并列入了“九五”攻关计划，到2000年技术上有了一定突破，但由于研究开发与生产设备脱节，此项产品的开发未果。我国大型工业、科研院校等单位使用的波长色散X荧光光谱仪全部依赖于进口，市场被美、英、德、荷、日五国垄断长达二十多年。 北京邦鑫伟业技术开发有限公司，瞄准了国内这一广阔市场需求，组织国内一批长期从事X射线技术研究的顶尖专家，集研究开发、生产销售、维修服务于一体，密切关注世界上X射线分析技术发展的动向，以科学的态度、大胆创新，采用单道双晶体和全谱显示技术，在X射线分析技术领域里探出一条新路，研制成功的BX-200和BX-100型波长色散X荧光光谱仪，实现了仪器的小型化、故障低、节能等目标。仪器的测量精度准确性和运行的可靠性等各项技术指标，都达到了国际上同类产品的先进水平，而仪器价格仅为国外同类产品的一半，改写了我国长期不能独立研发生产此类仪器的历史。仪器投放市场后，导致国外同类产品单台报价普遍下降五万美元以上。据过去几年的不完全统计，我国年平均进口量在200台以上，仅此一项每年将为国家节约千万美元。 与会代表在参观北京琉璃河水泥厂水泥生料生产线时，一位国有大型水泥厂的技术处长感慨地说：“我们早就盼望着国产X荧光分析仪的问世，我们买外国的仪器除了购买和维修费用高，关键是维修服务不及时，影响了我们的生产和质量。”长期从事X射线分析仪器研究的老专家、原中国建材研究院院长闫盛慈教授，看到国产仪器深有感触地说：“为了研究我国自己的X荧光分析仪，我们从黑发干到了白发，没想到一个民营企业实现了我们几代人的梦想。”　　（来源：中国水泥网）

记者从近日召开的全国水泥生料质量控制应用技术研讨会上获悉，由北京邦鑫伟业技术开发有限公司打破国外二十多年技术垄断、自主研发成功的X荧光分析仪受到与会专家和企业的关注。该公司白友兆博士介绍说，产品不仅填补了国家的空白，采用的单道双晶体和全谱显示技术在国际上未见先例。　　来自于一线的工程技术专家称，该产品投入使用后，在水泥行业生产质量控制实际应用中发挥了重要作用。 　X射线分析技术是国际公认的常规分析手段。广泛应用于建材、地矿、冶金、石油、化工、半导体、医药卫生等领域，也是商检、质检、环保、科研院校等部门普遍采用的一种快速、准确和经济的多元素分析方法。由于人工化验速度慢、效率低，而且费工、费时、费钱，满足不了社会化大生产的需要，严重影响了工业生产对质量的控制。因此，世界各国从上个世纪六十年代相继开展对X射线分析技术的研究。到上个世纪八十年代这项技术在美、英、德、荷、日五国已经相当成熟并普及到工业生产中。　我国是一个材料生产大国，也是应用此类仪器最大的市场。上个世纪六十年代也开始X射线技术的研究，由于技术复杂，研究开发难度大，以及文化大革命的影响，这项技术我国一直处于落后局面。改革开放后，国家投资研发并列入了“九五”攻关计划，到2000年技术上有了一定突破，但由于研究开发与生产设备脱节，此项产品的开发未果。我国大型工业、科研院校等单位使用的波长色散X荧光光谱仪全部依赖于进口，市场被美、英、德、荷、日五国垄断长达二十多年。 　北京邦鑫伟业技术开发有限公司，瞄准了国内这一广阔市场需求，组织国内一批长期从事X射线技术研究的顶尖专家，集研究开发、生产销售、维修服务于一体，密切关注世界上X射线分析技术发展的动向，以科学的态度、大胆创新，采用单道双晶体和全谱显示技术，在X射线分析技术领域里探出一条新路，研制成功的BX-200和BX-100型波长色散X荧光光谱仪，实现了仪器的小型化、故障低、节能等目标。 　　仪器的测量精度准确性和运行的可靠性等各项技术指标，都达到了国际上同类产品的先进水平，而仪器价格仅为国外同类产品的一半，改写了我国长期不能独立研发生产此类仪器的历史。仪器投放市场后，导致国外同类产品单台报价普遍下降五万美元以上。据过去几年的不完全统计，我国年平均进口量在200台以上，仅此一项每年将为国家节约千万美元。 与会代表在参观北京琉璃河水泥厂水泥生料生产线时，一位国有大型水泥厂的技术处长感慨地说：“我们早就盼望着国产X荧光分析仪的问世，我们买外国的仪器除了购买和维修费用高，关键是维修服务不及时，影响了我们的生产和质量。”长期从事X射线分析仪器研究的老专家、原中国建材研究院院长闫盛慈教授，看到国产仪器深有感触地说：“为了研究我国自己的X荧光分析仪，我们从黑发干到了白发，没想到一个民营企业实现了我们几代人的梦想”。

X射线荧光分析作为工业分析技术经历了几十年的发展历程，在水泥制造业已得到广泛应用。我国水泥工业中X射线荧光分析技术的应用和发展，基本上是在近25年中实现的。上个世纪七十年代末八十年代初，一方面随着大量新型干法水泥生产线的成套引进，大型X荧光光谱仪开始出现在我国水泥工业，另一方面，随着钙铁分析仪的研制成功，钙铁分析仪在水泥生产过程控制中迅速普及，形成了高端产品和低端产品两翼齐飞的局面；八十年代后期，采用管激发、Si(Li)半导体探测器的X射线荧光能谱仪曾一度受到关注，但到了九十年代初期，国产的源激发正比计数管多元素分析仪，以其简单实用的结构和价格低廉的优势迅速进入市场，成为以水泥工业为主要对象的中档产品；世纪之交前后，针对工业分析应用开发的小型多道X荧光光谱仪，随着我国水泥工业结构调整的步伐得以大量应用。可以说，目前在水泥制造业，X射线荧光分析仪的应用是处于百花齐放的时代。这种局面给用户带来了多种选择，同时也形成一些误区。本文试图跳出X荧光分析技术领域学术研究和商业行为的圈子，从水泥制造业应用X荧光分析技术的角度，提出一些避免误区的观点。 1．X射线荧光分析基本原理 荧光，顾名思义就是在光的照射下发出的光。X射线荧光就是被分析样品在X射线照射下发出的X射线，它包含了被分析样品化学组成的信息，通过对上述X射线荧光的分析确定被测样品中各组份含量的仪器就是X射线荧光分析仪。 从原子物理学的知识我们知道，对每一种化学元素的原子来说，都有其特定的能级结构，其核外电子都以各自特有的能量在各自的固定轨道上运行，内层电子在足够能量的X射线照射下脱离原子的束缚，成为自由电子，我们说原子被激发了，处于激发态，这时，其他的外层电子便会填补这一空位，也就是所谓跃迁，同时以发出X射线的形式放出能量。由于每一种元素的原子能级结构都是特定的，它被激发后跃迁时放出的X射线的能量也是特定的，称之为特征X射线。通过测定特征X射线的能量，便可以确定相应元素的存在，而特征X射线的强弱（或者说X射线光子的多少）则代表该元素的含量。 量子力学知识告诉我们，X 射线具有波粒二象性，既可以看作粒子，也可以看作电磁波。看作粒子时的能量和看作电磁波时的波长有着一一对应关系。这就是著名的普朗克公式：E=hc/λ。显然，无论是测定能量，还是波长，都可以实现对相应元素的分析，其效果是完全一样的。 2．X射线荧光分析仪的分类 2.1. 根据分光方式的不同，X射线荧光分析可分为能量色散和波长色散两类，也就是通常所说的能谱仪和波谱仪，缩写为EDXRF和WDXRF。 通过测定荧光X射线的能量实现对被测样品的分析的方式称之为能量色散X射线荧光分析，相应的仪器称之为能谱仪，通过测定荧光X射线的波长实现对被测样品分析的方式称之为波长色散X射线荧光分析，相应的仪器称之为X射线荧光光谱仪。 2.2. 根据激发方式的不同，X射线荧光分析仪可分为源激发和管激发两种：用放射性同位素源发出的X射线作为原级X射线的X荧光分析仪称为源激发仪器；用X射线发生器（又称X光管）产生原级X射线的X荧光分析仪称为管激发仪器。 2.3. 就能量色散型仪器而言，根据选用探测器的不同，X射线荧光分析仪可分为半导体探测器和正比计数管两种主要类型。 2.4. 根据分析能力的大小还可分为多元素分析仪器和个别元素分析仪器。这种称呼多用于能量色散型仪器。 2.5. 在波长色散型仪器中，根据可同时分析元素的多少可分为，单道扫描X荧光光谱仪、小型多道X荧光光谱仪和大型X荧光光谱仪。[color=#DC143C]发错版面，已经有人发过－－－熊猫[/color]